內(nèi)能與焓及熱力學第一定律的三個能量方程式的理解-(自己制作-質(zhì)量保證)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)專心-專注-專業(yè)精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上專心-專注-專業(yè)內(nèi)能與焓及熱力學第一定律的三個能量方程式的理解 作者：*【作者單位】* 地址：*郵編：*【摘要】：定義內(nèi)能與焓，其次能量守恒定與轉(zhuǎn)換定律在熱力學中的應用，構(gòu)成了熱力學第一定律，它確定了熱力過程中熱力系統(tǒng)與外界進行能量交換時，各種形式能量在數(shù)量上的守恒關系。熱力學第一定律的能量方程式就是系統(tǒng)變化過程中的能量平衡方程式,熱力學第一定律應用于不同熱力系統(tǒng)時，可得到不同的能量方程?！娟P鍵詞】內(nèi)能，焓，熱力學第一定律，能量方程式Internal energy and enthal

2、py and the understanding for the three energy equation of The first law of thermodynamics Author: *The author unit ：* Address: * code: *Abstract：Definition of internal energy and enthalpy，then the use of Energy conservation and conversion law in thermodynamics Constitute the first law of thermodynam

3、ics，It identifies in the thermal process of thermodynamic system and external exchange energy, the various forms of energy in a number of conservation. The first law of thermodynamics energy equation is the energy balance equation In the process of system change. When The first law of thermodynamics

4、 applied to different thermodynamic systems, We can get different energy equation. Keywords: Internal energy；Enthalpy；The first law of thermodynamics；Energy equation內(nèi)動能、內(nèi)位能及維持一定分子結(jié)構(gòu)的化學能和原子核內(nèi)部的原子能等一起構(gòu)成內(nèi)部儲存能，統(tǒng)稱熱力學能，即內(nèi)能。內(nèi)能U 是狀態(tài)函數(shù)，其變化只取決于始終態(tài)，是下列各種能量的總和：分子熱運動形成的內(nèi)動能，它是溫度的函數(shù)；分子間相互作用形成的內(nèi)位能，它是比體積的函數(shù)；維持一定分子結(jié)構(gòu)

5、的化學能，原子核內(nèi)部的原子能及電磁場作用下的電磁能等。在無化學變化及原子核反應的過程中，熱力學能的變化只是內(nèi)動能及內(nèi)位能的變化。我國法定的熱力學能計量單位是焦耳（J），物質(zhì)的熱力學能稱為比熱力學能，用符號u表示，單位。 工質(zhì)在流經(jīng)一個開口系統(tǒng)時，進入（或帶出）系統(tǒng)的能量除工質(zhì)本身具有的熱力學能，工質(zhì)還有在開口系統(tǒng)中流動而傳遞的推動功，我們就把這些工質(zhì)流經(jīng)一個開口系統(tǒng)時的能量總和叫做焓，用大寫字母表示。工質(zhì)的焓稱為比焓，用小寫字母表示，焓的單位為焦耳（J），比焓的單位是， 焓是一個狀態(tài)參數(shù)。 熱力學第一定律表述之一：自然界一切物質(zhì)都有能量，能量有各種不同形式并可互相轉(zhuǎn)化，在轉(zhuǎn)化過程中總值不變（即

6、能量守恒與轉(zhuǎn)化定律）。 表述之二：第一類永動機是造不成的。熱力學第一定律的能量方程式就是系統(tǒng)變化過程中的能量平衡方程式，是分析狀態(tài)變化過程的根本方程式。它可從系統(tǒng)在狀態(tài)變化過程中各項能量的變化和它們的總量守恒這一原則推出。這一原則應用于系統(tǒng)中的能量變化時可寫成：進入系統(tǒng)的能量離開系統(tǒng)的能量系統(tǒng)中儲存能量的增加。對于閉口系統(tǒng)：進入和離開系統(tǒng)的能量只包括熱量和做功兩項。對于開口系統(tǒng)：有物質(zhì)進出分界面，所以進入系統(tǒng)的能量和離開系統(tǒng)的能量除以上兩項外，還有隨同物質(zhì)帶進、帶出系統(tǒng)的能量。所以，熱力學第一定律應用于不同熱力系統(tǒng)時，可得到不同的能量方程。對于封閉系統(tǒng)，熱力學第一定律可表達為 QU +W 或Q

7、dU +W, 它表明向系統(tǒng)輸入的熱量Q,等于系統(tǒng)內(nèi)能的增量U 和系統(tǒng)對外界做功W之和。由于該能量方程是直接根據(jù)能量守恒原理建立起來的，因此，能量方程適用于閉口系統(tǒng)任何工質(zhì)的各種熱力過程，無論過程可逆還是不可逆。 對于可逆過程，由于w=pdv 或w=,于是有：q=du + p dv 或q =u+.由于熱能轉(zhuǎn)換為機械能必須通過工質(zhì)膨脹才能實現(xiàn)，因此，閉口系統(tǒng)能量方程反映了熱工轉(zhuǎn)換的實質(zhì)，是熱力學第一定律的基本方程式。對于非封閉系統(tǒng)（即開口系統(tǒng)）而言，系統(tǒng)總能量的增加來源于兩部分：一部分是由外界接受的熱量與系統(tǒng)對外做功二者之差的凈能量；一部分是流入與流出系統(tǒng)的工質(zhì)所帶入系統(tǒng)的凈能量。開口系統(tǒng)與外界間

8、所傳遞的功有兩部分：開口系統(tǒng)和外界間通過進、出口截面以外的外界所傳遞的功，被稱為軸功；在進、出口截面上為推動工質(zhì)進、出系統(tǒng)所傳遞的功，被稱為推動功。 . 動力機械在一個工作周期中獲得的功稱為技術功，用 表示 , . 能量方程式對于不穩(wěn)定流動和穩(wěn)定流動，可逆與不可逆過程都適用，也能適用于閉口系統(tǒng)。對于（開口系統(tǒng)）穩(wěn)定流動能量方程：根據(jù)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流工況特征可知：同一時間內(nèi)進出控制體界面及流過系統(tǒng)內(nèi)任何斷面的質(zhì)量均相等，即：m1=m2=m;同一時間內(nèi)進入控制體的能量和離開控制體的能量相等，因而控制體內(nèi)能量保持一定。即：dEc=o. 對于微元熱力過程：q=dh+1/2dc2+gdz+ws. 開口系統(tǒng)穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流能量方程的表達式，普遍適用于穩(wěn)態(tài)穩(wěn)流各種熱力過程。【參考文獻】1、物理學教程馬文蔚，第二版，高等教育出版社 2010年